Search academic texts

Information × Registration Number 0824U000411, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 16-01-2024 popup.evolution o Title Electrophysical and magnetoresistive properties of discontinuous multilayer structures based on metal nanoparticles and insulator matrix Author Ruslan Petrenko, popup.head Yurii Shkurdoda popup.head Iryna Pazukha popup.opponent Oleksandr Tovstolytkin popup.opponent Stanislav Denysov popup.review Ihor Shpetnyi popup.review Kostyantyn Tyschenko Description Сучасний етап розвитку технології приладів спінтроніки та сенсорної техніки стимулює дослідників до пошуку нових рішень для проведення подальшої інтеграції, реалізації низького енергоспоживання та багатофункціональності. Це можна здійснити як за рахунок розробки нових матеріалів, так і шляхом використання концептуально нових підходів при розробці пристроїв. При цьому значний прикладний потенціал (в першу чергу з точки зору зберігання інформації) мають структури, що одночасно поєднують у собі магнітоопір, характерний для магнітних гетероструктур та резистивного перемикання, що реалізується у різних типах напівпровідних або діелектричних матеріалах. Для реалізації таких структур на перший план виходить вибір методики їх формування, оскільки саме методика може стати ключовим фактором, який буде визначати особливості структури нанорозмірних композитних матеріалів та впливати на їх фізичні властивості. Для оптимізації ж електричних і магнітних параметрів слід враховувати дані про концентраційні, розмірні та температурні ефекти в фізичних властивостях даних структур і застосовувати комплексний підхід при їх вивченні. У випадку магніто-неоднорідних феромагнітних плівок, їх магніторезистивні властивості можуть значно різнитися через реалізацію різних механізмів магнітоопору. Дослідники встановили, що для таких структур характерним є явище тунельної спін-поляризованої провідності, яке призводить до тунельного магнітоопору. Проте на сьогоднішній день механізми, які призводять до цього ефекту, не повністю з'ясовані, і ймовірність виникнення цього явища значно залежить від співвідношення об'ємних часток компонентів, що утворюють композит. Додатково, важливим є вивчення електрофізичних властивостей композитних матеріалів, де феромагнітний метал поєднується з діелектриком, і ці властивості суттєво відрізняються від характеристик масивних металевих зразків та однорідних плівок. Наприклад, спостерігається значне збільшення питомого електроопору в композитних матеріалах у порівнянні з однорідними плівками, а термічний коефіцієнт опору може бути від'ємним. Це свідчить про те, що електроопір відображає активований механізм електропровідності і виявляє експоненціальну залежність від температури. Крім того застосування методу пошарової конденсації при формуванні композитних матеріалів (за умови підбору компонент, для яких характерним є практично відсутнє перемішування) може дозволити оптимізувати розміри феромагнітних гранул, товщини діелектричних прошарків і отримати структури з мінімальною кількістю окремих атомів магнітних металів, занурених в діелектричну матрицю та мінімальними вкрапленнями діелектрика у металеві гранули, що гіпотетично може спричинити посилення ролі спін-залежного тунелювання електронів. Мета дисертаційної роботи полягала у встановленні загальних закономірностей впливу товщини феромагнітних і діелектричних шарів та умов термообробки шаруватих структур, сформованих на основі Fe та SiOх, на їх структурно-фазовий стан, електропровідність, магніторезистивні та магнітні властивості. Об'єкт дослідження – розмірні та температурні ефекти в електропровідності і магніторезистивних властивостях шаруватих структур. Предмет дослідження – фазовий стан, кристалічна структура, електрофізичні (електропровідність та ТКО) та магніторезистивні властивості шаруватих структур, сформованих на основі Fe та SiOх методами пошарової конденсації. Методи дослідження. Шаруваті структури формувалися методом пошарової конденсації у вакуумі. Для дослідження структури та фазового складу були застосовані такі методи: електронографія, просвічуюча електронна мікроскопія та енергодисперсійний рентгенівський мікроаналіз. Електропровідність та магніторезистивні властивості високоточної резистометрії із використанням автоматизованих систем керування експериментом та SQUID-магнітометрії за кімнатної температури та при охолодженні до 10 К. Отримані в роботі експериментальні результати мають свою цінність як із фундаментальної, так і прикладної точки зору. У першому випадку мова йде про одержання великої кількості експериментальних результатів стосовно електро- і магніторезистивних властивостей для функціональних елементів сенсорів на основі композиційних матеріалів, що мають шарувату структуру, у залежності від ефективної товщини магнітних і немагнітних шарів. Результати досліджень можуть стати методологічної основою для використання даного типу матеріалів як одного з функціональних шарів елементної бази наноелектроніки чи спінтроніки, а також безпосередньо для створення надчутливих елементів сенсорів магнітного поля зі стабільним в часі робочими характеристиками. Registration Date 2024-01-16 popup.nrat_date 2024-01-16 Close